BR112015016118B1 - dispositivo e método de remoção de sólidos de uma corrente de gás - Google Patents

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Mohamed Reda Akdim
Tarig Mukthar Abdalla
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Fmc Separation Systems, Bv
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Abstract

DISPOSITIVO E MÉTODO DE REMOÇÃO DE SÓLIDOS DE UMA CORRENTE DE GÁS. A invenção se refere a um dispositivo para remover sólidos de uma corrente de gás. O dispositivo compreende um elemento oco e longitudinal (2) compreendendo uma entrada (9), uma primeira saída (10) e uma segunda saída (11), e um elemento interno gerador de rotação (12) do fluxo de gás, além de um elemento gerador de rotação (12), que faz o fluxo de gás girar em torno de uma linha central (Y) do elemento oco (2), disposta entre a primeira saída (1 O) e a segunda saída (11) na direção longitudinal do elemento oco (2), e que compreende uma passagem de eixo central (13), a referida passagem sendo conectada fluidicamente à primeira saída (10) por uma linha de extração (14), a primeira saída (10) sendo disposta entre a entrada (9) e o elemento gerador de rotação (12) na direção longitudinal do elemento oco, e sendo a seção (23) do elemento oco disposta entre a segunda saída (11) e o elemento gerador de rotação, apresentando uma circunferência interna e decrescente na direção longitudinal do elemento oco (2) até a segunda saída.

Description

Campo da Invenção
[00l] A invenção se refere ao campo da purificação de gás, mais especificamente à remoção de sólidos de uma corrente de gás, particularmente uma corrente de gás natural proveniente de um poço produtor.
Fundamentos da Invenção
[002] As correntes de gás de poços em campos de gás maduros têm a tendência de produzir mais sólidos, como a areia, ao longo dos anos. Para que não haja a erosão e acumulação dos sólidos no equipamento a jusante, incluindo válvulas de choque, separadores, tubos ascendentes, tubulações, hidrociclones e bombas, além de garantir a operação contínua na instalação de produção, é importante a remoção dos sólidos, preferivelmente logo no início do processo de separação.
[003] A presença dos sólidos na corrente de gás é um grande desafio na produção do gás natural. A velocidade das correntes de gás pode ser superior a 10 m/s, levando à corrosão crítica do equipamento a jusante, bem como à sua obstrução.
[004] As soluções atuais referentes à remoção de sólidos das correntes de gás são geralmente eficazes em sólidos maiores, como a areia. Entretanto, a remoção dos sólidos com tamanho de partícula pequena (tamanhos de partícula inferior a 5 μm), encontrados na argila e nos finos, não é eficaz na utilização das técnicas conhecidas dos sistemas de separação em linha. Isto é comprovado em correntes de gás relativamente secas, em que a remoção dos sólidos não é assistida pela aglomeração simultânea de líquidos. Quando a corrente de gás é relativamente úmida, os líquidos separados, por exemplo, no separador de gás-líquido também auxiliam na remoção de uma grande quantidade de sólidos, mesmo nos finos e na argila.
[005] Tendo em vista o estado da técnica, faz-se necessário um dispositivo e métodos para a remoção de sólidos em correntes de gás contínuas. Objetivamente, são necessárias soluções relacionadas à remoção de finos e argila em correntes de gás relativamente secas.
Resumo da Invenção
[006] A invenção propõe um dispositivo para remoção de sólidos em correntes de gás contínuas. Além da separação de sólidos maiores, como a areia, de uma corrente de gás contínua, o dispositivo também é capaz de separar partículas menores, como finos e argila. A separação é eficaz, mesmo em correntes de gás secas. De acordo com a invenção, o dispositivo é definido nas reivindicações a ela anexadas e de acordo com o seguinte:
[007] No primeiro aspecto da invenção, o dispositivo para remoção de sólidos de uma corrente de gás compreende um elemento oco e longitudinal compreendendo uma entrada, a primeira saída e a segunda saída, e um elemento interno gerador de rotação na corrente de gás, além do elemento gerador de rotação, que faz a corrente de gás girar em tomo da linha central do elemento oco, disposta entre a primeira saída e a segunda saída na direção longitudinal do elemento oco, e que compreende uma passagem de eixo central, a referida passagem é conectada com fluidez à primeira saída por uma linha de extração, a primeira saída é disposta entre a entrada e o elemento gerador de rotação na direção longitudinal do elemento oco, em que a seção do elemento oco é disposta entre a segunda saída e o elemento gerador de rotação, apresentando uma circunferência interna e decrescente na direção longitudinal do elemento oco até a segunda saída. A seção tem uma circunferência interna e decrescente que pode ser disposta centralmente ou fora do centro em relação à linha central do elemento oco, compreendendo vantajosamente uma parte inferior e principalmente horizontal. Quando a linha central do elemento oco está na horizontal, a seção apresenta uma parte inferior e principalmente horizontal que contribui para o transporte mais eficaz dos sólidos na direção da segunda saída.
|008] A passagem do eixo central do elemento gerador de rotação pode ser ainda mais definida na apresentação de uma entrada e uma saída, e o elemento gerador de rotação apresenta um meio gerador de rotação. O meio gerador de rotação pode, por exemplo, compreender lâminas ou pás dispostas para direcionar a corrente de gás na direção desviada da direção longitudinal do elemento oco. A entrada na passagem do eixo central do elemento gerador de rotação é situada a jusante do meio gerador de rotação, e a saída da referida passagem é conectada com fluidez na linha de extração do gás.
[009] De acordo com a invenção, em outro aspecto do dispositivo a segunda saída do elemento oco e longitudinal é conectada com fluidez em um contêiner destinado à acumulação dos sólidos.
[010] Em mais um aspecto da invenção, o dispositivo compreende um alojamento que apresenta ao menos a primeira saída, em cujo alojamento são dispostas ao menos partes do elemento oco e longitudinal, formando um espaço entre a superfície interna do alojamento e a superfície externa do elemento oco, o referido espaço entra em contato fluídico com a primeira saída do elemento oco e a primeira saída do alojamento. O espaço pode ser delimitado pelas conexões vedadas entre o elemento oco e o alojamento, em que as conexões são dispostas em lados opostos na primeira saída do elemento oco na direção longitudinal do referido elemento. O espaço pode ser vantajosamente anular, ou com qualquer outra forma ou forma correspondente para conectar com fluidez a primeira saída do alojamento na primeira saída do elemento oco e longitudinal.
[011] Em um aspecto da invenção, o alojamento compreende uma entrada, e a entrada do alojamento entra em contato fluídico com a entrada do elemento oco e longitudinal.
[012] De acordo com a invenção, em alguns aspectos do dispositivo todo elemento oco e longitudinal é disposto no alojamento, e a entrada da primeira saída do referido elemento entra em contato fluídico com a entrada e a primeira saída do alojamento, respectivamente.
[013] Em outro aspecto, o dispositivo compreende um contêiner destinado à acumulação dos sólidos, e o interior do contêiner é conectado com fluidez no espaço, ou a primeira saída do alojamento, pela linha de reciclagem que apresenta a primeira e segunda extremidades, a primeira extremidade da linha de reciclagem é disposta no interior do contêiner e a segunda extremidade é disposta a jusante da primeira saída do elemento oco e longitudinal. A primeira extremidade da linha de reciclagem é vantajosamente situada em uma posição verticalmente inferior àquela da segunda extremidade da linha de reciclagem.
[014] De acordo com a invenção, em outros aspectos do dispositivo a primeira extremidade da linha de reciclagem compreende um colar, um flange e uma tampa dispostos na frente da abertura, de modo que os sólidos não ficam obstruídos na linha de reciclagem.
[0l5] Em alguns aspectos, a tampa tem a forma de um cone oco e disposta com o ápice na direção a montante, a abertura da primeira extremidade da linha de reciclagem situada no cone oco, e o colar tem a forma de um cone truncado, ou tronco reto.
[016] Em um aspecto da invenção, o contêiner compreende uma saída para os sólidos.
[017] Em outro aspecto da invenção, o contêiner é composto pela seção do alojamento.
[018] Em um aspecto da invenção, o elemento oco e longitudinal é removível do compartimento. Por compreender um elemento oco e removível, sendo substituível, o dispositivo de acordo com a invenção apresenta um desarenador com custos baixos de manutenção.
[019] Em alguns aspectos da invenção, o alojamento compreende um elemento tubular e adaptado à conexão em linha, o referido elemento tem, preferivelmente, uma forma em I, T ou Y.
[020] A invenção também compreende o uso de um dispositivo, como definido acima, para remover sólidos de uma corrente de gás.
[021] A invenção ainda propõe um método de remoção de sólidos de uma corrente de gás, compreendendo as seguintes etapas:
[022] - introdução da corrente de gás no elemento oco e longitudinal, em que a corrente de gás é forçada a girar pelo uso do elemento gerador de rotação;
[023] - condução da maior parte da corrente de gás pelo centro do elemento gerador de rotação na direção contracorrente à corrente de gás introduzido e pela saída do elemento oco e longitudinal; e
[024] - condução da menor parte da corrente de gás, além dos sólidos, na direção concorrente à corrente de gás introduzido.
[025] O método para remover sólidos de uma corrente de gás pode compreender também as seguintes etapas:
[026] - condução da menor parte da corrente de gás, além dos sólidos, até o contêiner, para acumulação dos sólidos;
[027] - separação da menor parte da corrente de gás e dos sólidos;
[028] - reciclagem da menor parte da corrente de gás, pela linha de reciclagem, para combiná-la com a maior parte da corrente de gás.
Breve descrição dos desenhos
[029] A invenção é descrita em maiores detalhes pelo uso dos desenhos a ela anexados. Os desenhos compreendem duas modalidades separadas da invenção.
[030] A Fig. 1 mostra uma vista lateral e transversal de uma modalidade apresentando uma configuração horizontal.
[031] A Fig. 2 mostra uma vista lateral e transversal de uma modalidade apresentando uma configuração vertical.
Descrição detalhada de duas modalidades da invenção
[032] A invenção é descrita em maiores detalhes pelos dois exemplos representados nas Figs. 1 e 2.
[033] O dispositivo que separa sólidos de uma corrente de gás (denominado adiante como “desarenador”), mostrado na Fig. 1, é adaptado para ser posicionado em uma disposição horizontal em linha. O desarenador é composto de três partes principais: um alojamento 1, um elemento oco e longitudinal 2 (denominada adiante como o separador interno) que fica no interior do alojamento 1 e um contêiner 3 destinado à acumulação dos sólidos separados da corrente de gás. O alojamento 1 é composto de um tubo reto que apresenta a primeira saída 4 para a corrente de gás em uma extremidade e uma saída 5 para a corrente de gás na extremidade oposta. Além disso, o alojamento apresenta uma saída 6 para os sólidos separados da corrente de gás, e a segunda entrada 7 é conectada no contêiner de acumulação dos sólidos 3 pela linha de reciclagem do gás 8. O separador interno 2 apresenta uma entrada 9 para a corrente de gás em contato fluídico com a primeira entrada 4 do alojamento, a primeira 10 e a segunda saída 11, e um elemento gerador de rotação ou em espiral estático 12 disposto anularmente no separador 2. O separador interno 2 é conectado com vedação no alojamento 1 em sua circunferência externa, de modo que o espaço 15, ou área de fluxo anular, é definido entre o referido separador e o alojamento. A conexão vedada 22 entre a circunferência externa do separador interno, próximo a sua saída 9, e o alojamento 1 direciona a corrente de gás ingressa até o separador interno. A maior parte do separador interno, ao menos compreendendo uma seção longitudinal a jusante do elemento gerador de rotação 12, apresenta uma circunferência circular e interna para que seja mantido o movimento rotacional do gás. O elemento gerador de rotação 12 compreende um meio gerador de rotação, como, por exemplo, lâminas com ângulos em que, na passagem da corrente de gás pelo separador interno 2, são giradas em tomo da linha central Y do referido separador, apresentando uma passagem desobstruída 13 em seu meio ao longo da referida linha central Y. A passagem 13, no meio do elemento gerador de rotação 12, apresenta uma saída 20 e uma entrada 21. A entrada 21 da passagem é disposta a jusante do meio gerador de rotação, e a saída 20 da passagem é conectada com fluidez na primeira saída 10 do separador pela linha de extração do gás 14. A segunda saída 11 do separador interno 2 é disposta em continuação à seção 23 do referido separador, que apresenta uma restrição na circunferência interna. Neste aspecto, a seção apresenta uma circunferência interna e decrescente centralizada na linha central do separador, porém pode ser opcionalmente disposta fora do centro da referida linha central. A linha de extração do gás 14, que é conectada ou integra a saída 20 da passagem 13 pelo elemento gerador de rotação 12, é conectada na saída de gás 5 do alojamento pelo espaço 15, ou área de fluxo anular, entre o separador interno 2 e o alojamento 1. O interior do contêiner 3 é conectado com fluidez no espaço 15 pela linha de reciclagem do gás 8. A seção a montante da linha de reciclagem do gás, situada no interior do contêiner 3, é disposta em uma estrutura tipo ‘chapéu chinês duplo’. A referida estrutura compreende um cone oco 16 disposto com o ápice na direção a montante, relacionado ao fluxo dos sólidos no contêiner, e a abertura da linha de reciclagem do gás é situada no oco. O colar 17 em forma de cone truncado, ou tronco reto, é situado abaixo do cone oco 16. O colar é disposto de forma anular à linha de reciclagem do gás 8 e abaixo da abertura. O ‘chapéu chinês duplo’ limita a reobstrução dos sólidos na saída de gás limpo 5 do alojamento. O contêiner de acumulação dos sólidos 3 compreende também uma saída para os sólidos 18 na parte inferior do contêiner.
[034] De acordo com a invenção, a Fig. 2 representa outra modalidade do desarenador. Esta modalidade é adaptada pra ser posicionada na disposição vertical em linha. Nesta modalidade, o desarenador compreende duas partes principais: um alojamento 1 e um elemento oco e longitudinal 2 (denominado separador interno) interno ao alojamento. O desarenador também compreende um contêiner 3 destinado à acumulação dos sólidos separados da corrente de gás. Nesta modalidade, o contêiner 3 é projetado como uma seção integral do alojamento 1. O alojamento é composto por um tubo em forma de T apresentando a primeira entrada 4 para a corrente de gás vertical em uma extremidade, e uma saída para a corrente de gás disposta na direção perpendicular àquela da corrente de gás ingressa. Além disso, o alojamento 1 apresenta uma saída 18 na base da seção que compõe o contêiner acumulador dos sólidos 3. O separador interno 2 apresenta uma entrada 9 para a corrente de gás em contato fluídico com a primeira entrada 4 do alojamento, a primeira 10 e a segunda saída 11, e um elemento gerador de rotação ou em espiral estático 12 disposto anularmente no separador. O separador interno 2 é conectado com vedação no alojamento 1 em sua circunferência externa, de modo que o espaço 15, ou área de fluxo anular, é definido entre o referido separador e o alojamento. A conexão vedada 22 entre a circunferência externa do separador interno, próximo a sua saída 9, e o alojamento 1 direciona a corrente de gás ingressa até o separador interno 2, e a conexão vedada 19 entre a circunferência externa do separador interno 2, próximo a sua segunda saída 11, e o alojamento 1, separa a seção do alojamento compondo o contêiner dos sólidos 3 do espaço de fluxo 15. A maior parte do separador interno 2, ao menos compreendendo uma seção longitudinal a jusante do elemento gerador de rotação 12, apresenta uma circunferência circular e interna para que seja mantido o movimento rotacional do gás. O elemento gerador de rotação 12 compreende um meio gerador de rotação, como, por exemplo, lâminas com ângulos em que, na passagem da corrente de gás pelo referido elemento, são giradas em torno da linha central Y do separador interno 2, apresentando uma passagem desobstruída 13 em seu meio ao longo da referida linha central. A passagem 13, no meio do elemento gerador de rotação 12, apresenta uma saída 20 e uma entrada 21. A entrada 21 da passagem é disposta a jusante do meio gerador de rotação, e a saída 20 da passagem é conectada com fluidez na primeira saída 10 do separador pela linha de extração do gás 14. A segunda saída 11 do separador interno 2 é disposta em continuação à seção 23 do referido separador, que apresenta uma restrição na circunferência interna. Neste aspecto, a seção apresenta uma circunferência interna e decrescente centralizada na linha central do separador, porém pode ser opcionalmente disposta fora do centro da referida linha central. A linha de extração do gás 14, que é conectada ou integra a saída 20 da passagem 13 pelo elemento gerador de rotação 12, é conectada na primeira saída de gás 5 do alojamento pelo espaço 15, ou área de fluxo anular, entre o separador interno 2 e o alojamento 1. O interior do contêiner 3 é conectado com fluidez no espaço 15 pela linha de reciclagem do gás 8. A seção a montante da linha de reciclagem do gás 8, situada no interior do contêiner 3, é disposta em uma estrutura tipo ‘chapéu chinês duplo’, como descrito na modalidade da Fig. 1.
[035] As duas modalidades, na forma representada nas Figs. 1 e 2, operam com o mesmo mecanismo. Durante sua utilização, a corrente de gás entra na primeira entrada 4 do alojamento 1 na entrada 9 do separador interno. O gás (úmido ou seco) passa pelo elemento gerador de rotação 12, sendo girado ao longo da linha central Y do separador interno 2. Devido às forças G geradas pelo movimento rotacional do gás, os sólidos (e, caso presentes, os líquidos) são arrastados para a parede interna do separador interno. Devido à restrição da circunferência interna do separador na direção da sua segunda saída Íleo movimento rotacional do gás, o gás limpo, isto é, isento de sólidos, é direcionado até o centro do separador interno. A maior parte do gás limpo é extraída, na direção contrária à direção axial do gás que passa pelo elemento gerador de rotação, pela linha de extração do gás 14. Os sólidos, e, opcionalmente, os líquidos são transportados com a ajuda de uma fração menor do gás no contêiner acumulador dos sólidos 3. Para não haver perda de gás, a fração menor do gás ingresso no contêiner é extraída pela linha de reciclagem do gás 8 e girada até a saída de gás 5 do alojamento. A fração maior de gás, que passa pela linha de extração do gás 14, é geralmente em tomo de 80% do volume de gás total. O tamanho da menor fração de gás, e consequentemente o tamanho da fração de gás direcionada até o contêiner de acumulação e reciclada, é regulado em uma grande parte pelas dimensões da linha de reciclagem do gás. Ao projetar a linha de reciclagem 8 visando à queda de pressão necessária, obtém-se a fração visada do gás extraído e reciclado. Opcionalmente, a queda de pressão necessária pode ser obtida pela válvula de choque na linha de reciclagem.
[036] De acordo com a invenção, nas duas modalidades do desarenador se podem considerar dois modos de operações relacionados ao controle dos sólidos separados. O primeiro modo é aquele em forma de lote no qual os sólidos acumulados são descarregados após atingirem um nível específico. O segundo modo é o modo online no qual os sólidos separados são descarregados do contêiner acumulador de forma contínua.
[037] Nas duas modalidades, o elemento gerador de rotação 12, incluindo as lâminas e a passagem desobstruída 13, é composto de uma única peça por fresadora CNC. Entretanto, o elemento gerador de rotação também pode ser construído, por exemplo, por lâminas soldadas na circunferência interna do separador interno, e a passagem constituída pela linha de extração do gás 14.
[038] De acordo com a invenção, em razão de o desarenador compreender um alojamento externo, o elemento longitudinal, ou separador interno, é preferivelmente substituível. Ao medir a queda de pressão no desarenador, o estado do separador interno pode ser monitorado. Quando o separador interno é corroído pela erosão, oriunda dos sólidos na corrente de gás em alta velocidade, a queda de pressão diminui no desarenador, o que indica a necessidade de substituir o separador interno.
[039] Todas as modalidades da invenção utilizam a geometria contracorrente com resultados de remoções altamente eficazes no gás seco e úmido. Testes comprovam que os sólidos com tamanhos inferiores a 5 μm podem ser removidos com uma eficácia superior a 80% e até 99% nas partículas superiores a 10-15 μm. Além disso, o desarenador da invenção apresenta um design bem compacto em relação à tubulação, sendo à prova de erosão, devido ao uso de revestimentos rígidos ou componentes cerâmicos, além de não ter componentes de rotação.

Claims (11)

1. Dispositivo de remoção de sólidos de uma corrente de gás caracterizado por compreender: - um elemento oco e longitudinal (2) compreendendo uma entrada (9), a primeira saída (10) e a segunda saída (11), e um elemento interno gerador de rotação (12) da corrente de gás, e o elemento gerador de rotação (12), que faz a corrente de gás girar em torno da linha central (Y) do elemento oco (2), é disposto entre a primeira saída (10) e a segunda saída (11) na direção longitudinal do elemento oco (2), e que compreende uma passagem de eixo central (13), a referida passagem é fluidicamente conectada à primeira saída (10) por uma linha de extração (14), a primeira saída (10) é disposta entre a entrada (9) e o elemento gerador de rotação (12) na direção longitudinal do elemento oco, em que a seção (23) do elemento oco é disposta entre a segunda saída (11) e o elemento gerador de rotação, e tendo uma circunferência interna e decrescente na direção longitudinal do elemento oco (2) em direção à segunda saída (11), e a segunda saída (11) do elemento oco e longitudinal (2) é fluidicamente conectada a um contêiner (3) para o acúmulo de sólidos, de modo que os sólidos são transportados com o auxílio de uma menor fração da corrente de gás para dentro do contêiner (3) durante o uso; e - um compartimento (1) que tem ao menos uma primeira saída (5), estando disposto dentro do compartimento o elemento oco e longitudinal (2), formando um espaço (15) entre a superfície interna do compartimento (1) e uma superfície externa do elemento oco (2), estando o referido espaço (15) em contato fluídico com a primeira saída (10) do elemento oco e a primeira saída (5) do compartimento; - em que o interior do contêiner (3) está conectado fluidicamente ao espaço (15), ou à primeira saída do compartimento (5), por meio de uma linha de reciclagem (8) tendo uma primeira e segunda extremidades, sendo a primeira extremidade da linha de reciclagem (8) disposta internamente ao contêiner (3) e a segunda extremidade disposta a jusante da primeira saída (10) do elemento oco e longitudinal (2), de modo que a menor fração da corrente de gás é extraída através da linha de reciclagem (8) e conduzida à primeira saída (5) do compartimento durante o uso.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o compartimento (1) compreender uma entrada (4), e a entrada do compartimento estar em contato fluídico com a entrada (9) do elemento oco e longitudinal (2).
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira extremidade da linha de reciclagem (8) compreender um colar (17), ou flange, e uma tampa (16) disposta na frente da abertura, de modo que sólidos sejam impedidos de serem arrastados através da linha de reciclagem (8).
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a tampa (16) estar na forma de um cone oco e ser disposta com o ápice na direção a montante, a abertura da primeira extremidade da linha de reciclagem situada dentro do cone oco, e o colar (17) estar na forma de um cone truncado, ou tronco reto.
5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por todo o elemento oco e longitudinal (2) estar disposto dentro do compartimento (1), e a entrada (9) e a primeira saída (10) do elemento estar em contato fluídico com a entrada (4) e a primeira saída (5) do compartimento, respectivamente.
6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o contêiner (3) compreender uma saída de sólidos (18).
7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o contêiner (3) ser composto por uma seção do compartimento (1).
8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o elemento oco e longitudinal (2) ser removível do compartimento (1).
9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o compartimento (1) compreender um elemento tubular adaptado à conexão em linha, o elemento tendo, preferivelmente, uma forma em I, T ou Y.
10. Uso de um dispositivo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser realizado para a remoção de sólidos de uma corrente de gás.
11. Método de remoção de sólidos de uma corrente de gás, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - introduzir a corrente de gás no elemento oco e longitudinal (2), em que a corrente de gás é forçada a girar pelo uso do elemento gerador de rotação (12); - conduzir a maior parte da corrente de gás através do centro do elemento gerador de rotação (12) na direção contracorrente à corrente de gás introduzida e através da saída (10) do elemento oco e longitudinal; - conduzir a menor parte da corrente de gás, e os sólidos, na direção concorrente à corrente de gás introduzida; - conduzir a menor parte da corrente de gás, e os sólidos, ao contêiner (3), para acumulação dos sólidos; - separar a menor parte da corrente de gás e os sólidos; e - reciclar a menor parte da corrente de gás, pela linha de reciclagem (8), para combiná-la com a maior parte da corrente de gás.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107694217B (zh) * 2012-07-18 2020-11-27 亚历山大·博齐克 气液分离器
NO343290B1 (en) 2015-11-09 2019-01-21 Fmc Kongsberg Subsea As Solids separator
CA3033350C (en) * 2016-08-09 2019-12-31 Rodney Allan Bratton In-line swirl vortex separator
CN108525870B (zh) * 2018-04-13 2020-04-24 黄石山力科技股份有限公司 防返混系统
GB2574248B (en) * 2018-05-31 2021-03-03 Edwards Ltd Foreline for a vacuum pump
CN109488278A (zh) * 2018-12-20 2019-03-19 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 页岩气井使用的分级除砂工艺
US11007542B2 (en) 2019-04-08 2021-05-18 Fmc Technologies, Inc. Cyclone separator and methods of using same
CN110548608B (zh) * 2019-10-17 2024-03-29 北京普瑞浩特能源科技有限公司 一种使用双级直流旋风分离器的干气密封气源处理系统

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB491431A (en) 1938-02-25 1938-09-01 Harold Charles Reeves Improvements in cyclone dust separators
US2582423A (en) * 1949-08-03 1952-01-15 American Blower Corp Dust collector
US3030755A (en) * 1956-05-25 1962-04-24 Farr Co Self-cleaning filter
US3420040A (en) 1965-06-22 1969-01-07 Joy Mfg Co Dust collector
US3641745A (en) * 1969-01-31 1972-02-15 Lester P Moore Gas liquid separator
US4420314A (en) 1977-06-02 1983-12-13 Barron Industries, Inc. Gas-solids separator
US4430100A (en) * 1981-06-05 1984-02-07 Cardo Philip T Side stream separation system for mechanical collectors and method of constructing same
NL1010478C2 (nl) * 1998-11-04 2000-05-08 Cds Engineering B V Inrichting voor het behandelen van een gas/vloeistofmengsel.
US20030033791A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-20 Elliott Michael R. Cyclonic separator for mist collectors
NO321170B1 (no) * 2002-06-21 2006-03-27 Statoil Asa Sammenstilling for a separere ut vaeske fra en flerfasestrom
DE60316306T2 (de) * 2002-07-19 2008-06-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Zyklonabscheider mit wirbelverlängerungsstift
US6921424B2 (en) * 2002-08-06 2005-07-26 Visteon Global Technologies, Inc. Dust pre-separator for an automobile engine
NL1029230C2 (nl) * 2005-06-10 2006-12-12 Fmc Technologies Cv Systeem en inlaatinrichting voor het scheiden van een mengsel.
NL1029747C2 (nl) * 2005-08-16 2007-02-19 Fmc Technologies Cv Hydrocycloon.
NO326577B1 (no) * 2006-03-23 2009-01-12 Natco Norway As Aksielt strommende syklon for separasjon av materialblandinger av gass, vaeske og partikulaert faststoff
NO326078B1 (no) * 2006-07-07 2008-09-15 Shell Int Research Fluidseparasjonskar
WO2008011797A1 (fr) * 2006-07-21 2008-01-31 Wang, Yuedan Vide-poussière secondaire à séparation cyclonique pour aspirateur
EP1974790A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-01 Twister B.V. Cyclonic fluid separator
US8034143B2 (en) * 2008-03-18 2011-10-11 Uti Limited Partnership Cyclone
NL2002714C2 (nl) * 2009-04-03 2010-10-05 Advanced Tail End Oil Company N V Inrichting voor het in fracties separeren van een verscheidene fracties bevattend fluã¯dum met dubbele separatie.
MY163466A (en) * 2009-05-12 2017-09-15 Sulzer Chemtech Ag Separating device and method with a return flow of heavy fraction
DE202009016437U1 (de) * 2009-12-04 2010-03-25 Paul-Wurth Umwelttechnik Gmbh Axialzyklon zur Verwendung als Vorreinigungsstufe in einer Entstaubungsanlage für Hochofengas
CA2799445A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-08 Frederik Arnold Buhrman Centrifugal force gas separation with an incompressible fluid
EP3505227A1 (en) * 2010-08-11 2019-07-03 FMC Separation Systems, BV High efficiency phase splitter
NO333860B1 (no) * 2010-10-08 2013-10-07 Cameron Systems As Innløpsanordning for gravitasjonsseparator
WO2012064281A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 Kranji Solutions Pte Ltd Apparatus and methods for filtration of solid particles and separation of liquid droplets and liquid aerosols from a gas stream
JP2014522317A (ja) * 2011-07-14 2014-09-04 エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー 渦流に浮遊させた光触媒性粒子を使用するガス浄化
US9283502B2 (en) * 2011-08-31 2016-03-15 Orbital Atk, Inc. Inertial extraction system
GB201116366D0 (en) * 2011-09-22 2011-11-02 Paxton Richard G Tubular cyclonic separation & materials processing unit
CN102728487B (zh) * 2012-06-14 2014-01-15 东北石油大学 一种轴流式同向出流旋流分离器
US9687760B2 (en) * 2013-05-06 2017-06-27 Gregory S. Antoun Separation devices, systems and methods for separation of particulates from liquid
RU2579079C1 (ru) * 2014-10-03 2016-03-27 Открытое акционерное общество "Генерация Финанс" Прямоточный центробежный газожидкостный сепаратор

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